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1、机电井工程施工方案与技术措施 一、定井位测量 根据监理审核过的已有工程施工控制网，由测量组给每台钻机提前定出每个井点位，每放 1 个井位用直径 25mm 钢钎打孔，灌注白灰或煤粉，以确保井位准确，避免施工损坏井位，定位尺寸允许偏差10mm，交给机井工程队自行管理，开钻前由测量组复验并由监理复核后，达到规定精度方可施工。二、钻井施工工艺流程 三、钻井施工方案 1.设备选择 根据管井设计的孔深、孔径、水文地质条件，并考虑钻井运输、施工、水电供应条件因素，拟采用徐工旋挖钻机机配合泥浆泵施工。2.钻机安装、护筒、泥浆池等及钻前准备工作(1)安装钻机 首先平整场地、清除杂物、挖除软土、夯打密实。安装钻机
2、设备的地基必须平坦、坚实、软硬均匀，对软弱地基作加固处理，地势低洼地区修筑钻井平台。(2)护筒埋设 1)护筒直径比桩径大 200-400mm。2)护筒中心竖直线与桩中心线重合，除设计另有规定外，平面误差为 50mm，竖直线倾斜不大于 1%。3)护筒周围粘土填实并分层夯实。4)护筒高出地面在 0.3m。(3)竖井架 安装前对各部件进行认真检查，符合要求后安装，竖立时有专业专人指挥，卷扬机或绞车驾驶员要有一定专业技术，两边负责支撑杆的人员和主机手密切配合，缓慢、平稳、准确安装，以防支撑杆脱离滑道、钻塔后翻造成塔坏人伤。安装后的回转钻机转盘要水平，天车、转盘及井孔中心必须在一条垂直线上。(4)泥浆循
3、环系统开挖 泥浆循环系统包括泥浆池、泥浆搅拌池、沉淀池及输浆沟等。根据工地实际情况，利用就近沟渠水源提供用水，如果附近没有水源，就水罐车拉水，沉淀池规格为 1*1*1m 3，泥浆池规格为 3*3*1.5m 3,输 浆沟规格为 0.3*0.4m 2，长度不小于 15m，沟坡为 1/1001/80。3.钻进施工要点 1）钻具全长不小于 6m，若钻塔有效高度允许时，可以适当加长钻具。2）钻进中尽量采用钻铤加压。3)每次下入钻具前，检查钻具，如发现脱焊裂口、严重磨损等情况时，及时焊补或更换。4)水龙头与高压胶管连接处卡牢，并系保险绳。开钻时，高压胶管用保险系牢，下面不站人。5)每次开钻前，先将钻具提离
4、孔底，开动泥浆泵，待冲洗液畅通后，再用慢速回转至孔底，然后开始正常钻进。6)用钻机拧卸钻杆时，离合器要慢慢结合，旋转速度不宜太快；用扳手拧卸时，注意防止扳手回冲伤人。7)提升和下入钻具时，钻台工作人员不得将脚踏在转盘上面，工具及附件不得放在转盘上。8)钻孔变径时，岩芯管上必须加导向装置，以使变径后的钻孔与原钻孔同心。9)钻进过程中，如发现钻具回转阻力增加、负荷增大、泥浆泵压力不足等反常现象时，立即停止钻进，检查原因。10)钻进发生卡钻时，必须马上退开总离合器，停止转盘转动，查明情况进行处理。4.钻进方法 全面破碎无岩心钻进 1)松散层钻进 开钻时，先用小泵量冲孔，钻具转动开始进尺时，再用大泵量
5、冲孔，以防因超径造成孔斜。使用钻头切削刃部必须焊接圆正匀称，各刃角点应在同一圆周上，且其圆心与钻头的中心在一条轴心线上。在粘土层中钻进，如发砚缩径、粘钻、憋泵等现象时，经常提冲钻头，并加大泵量。钻进中，操作者经常注意钻头所受阻力、钻进效率、孔内传出的响声、孔口返出泥浆的颜色及所带出泥砂魄颗粒大小和岩性，并配合取样判断地层。每钻完一根钻杆，提起钻具自上而下进行划孔，检查井孔圆、正、直后，再接长钻秆继续钻进。2)基岩钻进 钻进基岩风化壳或软岩层，可采用全面钻进钻具，技术要求大致与松散层全面钻进相同。钻进前，核实机械的负荷强度及动力功率，在满足其安全负载的前提下，可采用中钻压、高转速、大泵量钻进。根
6、据地质和进尺情况，随时调整钻进参数及泥浆指标。环面破碎取心钻进 当遇有坚硬的岩层时，采用硬质合金钻进，是把一定形状的硬质合金，按着一定的形式镶焊在钻头上，在轴向压力作用下，通过钻头的回转对岩层进行环状破碎而成孔的一种钻进方法。1)硬质合金钻头、转速、送水量、钻压根据岩石性质、钻头结构、设备能力、孔壁稳定情况等因素，合理选择。2)钻进技术：取芯后，钻具徐徐放入孔内，同时大泵冲水。钻进时，先将钻具提离孔底，用低转速、小钻压，以后渐加大转速和压力，否则容易造成崩刀。正常钻进时，保持孔底压力均匀，加减压时，连续缓慢进行，不得间断加减压或无故提支钻具。钻进硬岩时，在钻压不足情况下，不采取单纯加快转速的方
7、法进行。硬质合金胶落影响钻进时，冲捞或磨灭；钻粒钻头换合金钻头时，先将孔底钻粒粒磨灭或冲捞干净。井孔内残留岩芯超 0.5m 或脱落岩芯过多时，不得下入新钻头。应采取轻钻压、慢转速、小泵量等措施，待岩心套入岩心管后，再正常钻进调整到正常压力、转速和水量。5.钻进中对护壁泥浆的要求 采用优质粘土造浆护壁可有效地携带岩屑、有保护孔壁、防止塌孔、能在较大范围内调节液柱压力，使之与地层压力平衡、有悬浮岩屑能力及清洗井底等作用。泥浆池设在井位附近便利水循环处。初始钻进时控制速度，待泥浆比重达到设计要求后，再继续钻进。始终保持护筒泥浆顶高出筒外水位或地下水位至少 1.0m 以上。施工中经常在孔内取样测定泥浆
8、比重，确保钻孔质量。一般地层泥浆密度应为 1.11.2，遇高压含水层或易塌地层，泥浆密度可酌情加大。砾石、粗砂、中砂含水层泥浆粘度为 18-22S；细砂、粘砂含水层为 16-18S；回转钻进时，孔内含砂率不大于 12%；回转钻进时，胶体率不低于 80%，井孔较深时，胶体率适当提高。在软土地区施工时，必须在孔内注入护壁泥浆，护壁泥浆可采用原土造浆。注入口孔的泥浆性能指标，应根据不同的成孔工艺和地质情况，在下表规定的范围内合理选用。而在成孔过程中排出孔口的泥浆性能指标，其值不得大于表中的规定。注入排出孔口泥浆性能技术指标：6.成孔及洗井工艺 待井孔按设计孔深终孔后，下管前要做一系列的准备工作如下：
9、(1)丈量孔深 终孔后把钻杆提出孔外，丈量计算，其深度误差不超过 0.15。(2)疏孔 疏井破壁的目的是将钻井过程中在孔壁上形成的泥皮除掉，并进一步调直井孔，以保证成孔质量。回转钻进，在一根钻杆上焊 3 个导正圈组成疏孔器，若遇阻，进行修孔，直至顺利下至孔底。钻至设计孔深后，再用比钻头直径大 10-20mm 的钻头扫孔，以刮洗井壁泥皮。操作时轻压慢转、采用大泵量，至含水层时，上下提动，多扫几次，以刮掉泥皮。(3)换浆 换浆目的是清除孔内稠泥浆和孔底沉淀物，以保证下管深度，填砾质量、便于洗井，提高成井质量。换浆应按下述三个阶段进行：初期阶段：仍用原浆循环，把较大颗粒的岩屑全部冲出，孔口捞取不见大
10、颗粒为止。中期阶段：向靠近井孔的泥浆循环沟内均匀地注入少量清水，使流出孔口的泥浆逐步稀释，用分层排浆法将底部泥浆排走，直至沟底有明显的粉沙沉淀为止。后期阶段：继续采用分层排浆法排浆，并经常向泥浆池内均匀地注入少量清水，直至孔口捞取无粉沙沉淀为止。换浆应达到泥浆相对密度一般在 1.1 以下；出孔泥浆与入孔泥浆性能一致；孔底沉淀物高度在允许范围内。（4）试孔 冲孔、排渣、换浆结束后，在下管前进行探孔，检查钻孔深度是否符合设计要求，用探孔器直径比孔径小 20mm，长度为 5-8m 的钢管，经探孔确认钻孔圆直、畅通无阻后下管。7.井管安装、填砾与管外封闭方案 材料进场：钻井设备进场 3 天7 天后，井
11、管、滤料、填料陆续进场。井管要求：成井管柱结构：管柱应由闭水管、过滤管和沉淀管等三部分组成，上部闭水管采用钢管，下部滤水管采用尼龙布和铁丝网缠绕。本工程直接从与我公司具有类似工程长期合作的、质量信誉良好的井管材料供应商厂家采购合格的成品井管。井管安装前质量检查：闭水管：检查钢井管有无残缺、断裂和弯曲；井管弯曲度、井管外径偏差、管厚度偏差，必须符合规范要求。检查滤水管空隙率偏差，不得超过设计的 10%，缠丝间距偏差不得超过设计丝距的 20%。井管排列 全部井管按照井孔岩层柱状图及井管安装设计图次序排列、丈量及编号。用钢尺准确丈量每节井壁管和滤水管的单根长度，并计算井管的总长度。必须使滤水管与含水
12、层位置相对应。按照下管顺序，以井孔最底部一节井管为 1 号，对井管进行排列编号，并详细记录，最后检查井管总长与井管安装设计图是否相符。井管连接 本工程井管连接采用焊接法连接。具体焊接要求：对口焊接的管口必须平顺，井管铁夹板紧靠井管拉板，将铁夹板放在方木上，使管口保持水平。将上一节井管吊起并保持垂直，使两管口对准吻合，然后在四面点焊，防止集中焊接后受热不均匀，导致井管歪斜。拉板应在下管前，先焊在井管的一侧。拉板的数量和对口焊接的抗拉强度，必须能承受井管的全重。焊接时，应待自然冷却后，再下入孔内。下管 拟采用钢线绳托盘下管法：由钢丝绳通过销钉和托盘连接在一起，销钉上连有心绳。下管是将井管置于托盘上
13、，随着托盘的不断下放，井管一根接一根的下入井孔中，井管下完后，放松吊重钢丝绳，起拔心绳将销钉拔出，钢丝绳与托盘分离，抽出钢丝绳。将井管顶部固定于井孔中心。回填滤料 1）填料前，检查好填料的规格，材料的质量、材料的数量。填料的方法：填料方法可根据地层岩性、孔壁稳定及冲孔换奖情况而定，一般以循环水填料。2）填砾质量和填料方法 砾料选择质地坚硬、密度大、浑圆度好的石英砾为宜，宜容于盐酸和含铁、锰的砾石以及片状或多棱角石，不宜用作砾料，不合格数量不超过设计数量的 15%。回填滤料应沿井管周围连续地均匀缓慢的填入，速度不宜太快，如滤料填入中途受阻，不许摇动或强力提动井管，可用小掏筒或活塞下入井管内慢慢上
14、下提动，直至滤料下沉为止。回填滤料要用已知的计量容器，便于及时地与计划数量校对。当滤料填入到一定数量时，可等滤料下沉，用测棒测量填滤料高度，边填边测，直到计划位置为止。洗井 拟采用空压机洗井破坏井内泥皮，抽出含水层中泥土、细沙及渗入含水层的泥浆，在井内过滤管周围的渗透性，使井内达到正常的出水量。根据机井的净水位和空压机风压确定风管的沉淀深度，然后选择适宜的空压机以及出水管和风管规格。气水混合物的规格要求：长2m，直径与风管相同，上端连接风管，下端封闭，管身均匀布孔，孔径 34mm，孔面积之和为风管断面积的 2 倍。风管、水管的安装采用并列式，风管浸没比不得低于 50%，风管浸入水中的长度应略小
15、于空压机额定风压相当的水柱高度。冲洗自上而下或自下而上分段进行。风、水管同时下入，并使水管底端超出风管底端 2m 左右。抽水试验 洗井结束后，进行试验抽水。试验抽水时的出水量，一般要达到或超过设计出水量。1）抽水连续进行，不停歇，如因故停歇，重新进行。2）在松散地层，水位下降后的相对稳定水位延续时间不小于 8小时。在基岩地区，稳定时间相应延长。3）抽水前，测定井内静水位。抽水过程中的观测时间间隔、水位、水量记录按抽水试验规范进行。试验抽水，一般只能做一次最大降深。4）有水质要求的井，结束前，采取水样，进行水质分析。5）静止水位与恢复水位的测定，对于补给条件的转孔，当 4 小时内水位变化不超过 5cm 时既认为稳定；如超过 48 小时的仍超过 5cm 的要求时，亦可停止观测。6）抽水结束后，孔内沉淀物一般不得回填到含水层，对巨厚含水层，回填亦不得超过含水层厚度的 10。洗井和抽水试验的质量符合下列要求：1)出水量应接近设计要求或连续两次单位出水量之差小于10：2)完毕后，井底沉淀厚度小于井深的 51000：3)试验的下降次数宜为一次，出水量不宜小于管井的设计出水量；4)试验的水位和出水量连续进行现测，稳定延续时间为 6-8 小时，管井出水量和动水位按稳定值确定；5)试验结束前，应采集水样，进行水质检验，应符合有关规定。管井出水的含砂量小于 1200000(体积比)。